¿Cómo se puede entender [matemáticas] x ^ r [/ matemáticas], donde [matemáticas] r [/ matemáticas] es un número racional o un número complejo?

La forma más simple de extender la exponenciación a todos los números complejos es usar la expansión de la función exponencial:

[matemáticas] e ^ x = \ sum_ {n = 0} ^ {\ infty} \ frac {x ^ n} {n!} [/ matemáticas]

que, afortunadamente, converge para todos [math] x \ in \ C [/ math]. Entonces

[matemáticas] x ^ r = e ^ {r \ ln x} [/ matemáticas]

Donde [math] \ frac {p} {q} = r \ in \ Q [/ math] se puede demostrar que

[matemáticas] x ^ r = \ sqrt [q] {x ^ p} \ equiv e ^ {r \ ln x} [/ matemáticas]

entonces la extensión se comporta ‘como se esperaba’ en los racionales y, por continuidad, en los reales. La extensión a números complejos incluye la famosa fórmula de Euler:

[matemáticas] e ^ {ix} = \ cos x + i \ sin x [/ matemáticas]

Tratar de imaginar la representación (cuatro dimensiones) de la función exponencial [matemática] \ C \ to \ C [/ matemática] da una perspectiva de exponenciación muy distinta de la curva exponencial simple (bidimensional) en [matemática] \ R \ to \ R [/ matemáticas].